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基于纤维素的新型环保3D打印墨水可制造植入物和假体

童程童美 2017-06-13

据悉,瑞士联邦材料科学和技术实验室(Empa)的两名研究员用纤维素纳米晶体(CNC)开发出一种新的环保型3D打印墨水,可用于制造具有出色机械性能的生物医学装置。纤维素是一种填充有葡萄糖的物质,是木材的主要成分之一。

摘要

据悉,瑞士联邦材料科学和技术实验室(Empa)的两名研究员用纤维素纳米晶体(CNC)开发出一种新的环保型3D打印墨水,可用于制造具有出色机械性能的生物医学装置。纤维素是一种填充有葡萄糖的物质,是木材的主要成分之一。

基于纤维素的新型环保3D打印墨水可制造植入物和假体

这些CNC是一些长120纳米、直径6.5纳米的小棒状结构。之前也曾有人将CNC用于3D打印墨水中,但量比较少,最多只占2.5%左右,而此次Empa研究员将CNC含量提高到20%。

为了让打印件具有强度,研究员尝试将CNC加入到一种基于聚合物的混合物中。理论上这可能是一场灾难,因为“大多数聚合物是防水或疏水的,而纤维素则会吸收水分,是亲水的,结果是它们不是很兼容”。

幸运的是,在对完成后的打印件进行UV辐射硬化后,CNC与聚合物“交联”,并几乎完美地与打印方向对齐,一种具有优异机械刚度的材料由此产生。

基于纤维素的新型环保3D打印墨水可制造植入物和假体

用Empa研究员开发的这种创新性3D打印墨水来制造生物医学设备和其他对象有好几个优点。一方面,墨水是用纤维素制成的,纤维素是一种可再生和含量丰富的材料。再者,这种材料具有生物安全性,可以用来制造人体植入物。

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